装配式结构设计中BIM技术的要点分析

严佳阳 刘祎

【摘要】随着时代的发展，BIM技术在装配式结构中的应用愈发频繁，尤其是在装配式结构设计过程中，更是充分发挥出BIM技术自身的积极效用。近些年来，国内建筑行业发展迅速，且城镇化建设力度加大，为建筑行业提供了良好的发展环境，相应的对其需求也随之提高。

【关键词】装配式结构;BIM技术;设计要点

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.120

近几年来，我国科研水准持续提升，在新技术与新模式的支持下，BIM技术在建筑行业中的运用愈发熟练，充分发挥了其积极效用，尤其是在装配式结构的设计当中。建筑行业是我国社会经济稳定发展的中流砥柱，夯实了我国物质基础，逐步实现了我国可持续发展的目的。

1、简述装配式结构及BIM技术

1.1装配式建筑

装配式建筑主要是指将传统的建筑构建与部件，通过不同或特殊的运输方式送至作业现场，并通过拼接的方式进行现场安装，节省了大量的人力消耗以及物资消耗。截至目前，装配式建筑发展迅速，类型众多，主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等。

1.2 BIM技术

BIM是Building Information Modeling的简称，中文译为“建筑信息模型”，是当前社会中的一种建筑设计主流。2002年，BIM理念首次出现于欧特克公司，经过文化交流进入国内，并逐渐发展成熟，同时由于国内市场对建筑的需求量加大，故而为BIM技术提供了良好的应用环境[1]。

2、BIM技术在装配式建筑中的应用价值分析

2.1提高工作效率

BIM技术作为新时代背景下的全新建筑设计理念，可助施工单位在施工过程中加快建设进程，提高工作效率，同时确保建筑成品的质量。虽然BIM对装配式建筑的作用良好，但是设计师在运用BIM的过程中还需谨慎，必须时刻保持着认真负责的态度进行设计操作，深化对BIM的理解，并合理融入到装配式建筑的设计过程中。

2.2节约建筑成本

众所周知，传统的建筑施工需要消耗大量的人力资源以及物力资源，相应的经济消耗更是不用多说，因此多数建筑企业选择引入BIM技术，并将其融入到建筑的设计与施工过程中，旨在有效节约建筑成本，实现降本增效的发展目标。简而言之，在装配式建筑施工中运用BIM可一次性解决建筑设计问题，有效降低施工损耗[2]。

2.3 BIM参数化管理

较之传统的建筑设计与施工，加入BIM技术后，使得装配式建筑的设计数据以及各施工环节所得数据实现参数化管理，提高数据处理效率的同时也确保了设计与施工信息的精准性及其时效性。较之CAD时代，BIM的数据表达方式更清晰、更细致也更精准，数据均可集中化管理，族库的运用同样也是建筑过程中形成便捷的参数化。

2.4基于BIM技术的设计思路

众所周知，装配式建筑更具现代化风格，其设计更是具备标准化、模数化需求，因此应采用BIM技术作为基础，建立具有较强技术集成的建筑产业化所需的各构件族库，并在结构设计的过程中，直接从构件库中选择需要用到的标准构件到项目当中，大大提升了结构整体的标准化以及施工质量，同时大幅降低了日常挑选、分辨构件所需消耗时间，提高设计者的工作效率[3]。

3、BIM技术在装配式结构中的设计要点分析

3.1可视化建模

前文提到，BIM技术即为建筑信息模型，因此在装配式建筑的设计过程中，建立模型便成为施展BIM技术最为重要的一环。在现实生活中，设计人员通常称之为可视化建模，本身可视化三维模型即为装配式建筑结构设计的基础所在，听过对建筑物的进一步分析，需要设计人员充分重视三个方面。首先是不同构件之间的连接位置，其次是各节点之间的连接位置，最后是钢筋布置区域。

另一方面，部分设计人员的设计思路仍然保持在传统设计中，对BIM技术的了解不深，故而需要督促设计人员充分了解BIM，正确认识BIM技术，意识到BIM在装配式结构设计中的重要意义，掌握BIM技术的运用技巧，提高设计人员的整体素质，引进高新人才，合理配置资源，以点带面，通过技术传播将BIM的部分基础知识传输给设计人员。

3.2碰撞检查

装配式建筑的设计过程中，除了可视化建模之外，碰撞检查也是需要加强重视的一点。为了提高设计过程中碰撞检查的全面性与条理性，相关工作人员必须对项目内所有的构件、零部件实施科学分类。通常情况下，装配式建筑的构件分类为预制梁、预制柱、预制外墙板、预制叠合板等等，由于所有构件均为厂家生产并非现场生产，故而称之为“预制”。

一般地下室均采用预制梁，地上一到二层均采用预制梁、柱、外墙板以及叠合板构成，在实施碰撞检查的过程中，技术人员须结合从内到外的顺序进行检查，重点是对预制梁与柱的检查。以各步骤碰撞点数量为依据，明确是否需要深入分析，倘若碰撞点的数量较少，则允许直接进行下一步分析，结合不同专业及其集合，将每个楼层作为一个单元，按照顺序实施构件碰撞检查。

当构件碰撞检查完毕后，可视化信息系统将以较高的亮度标示每一处碰撞点，而设计人员此时则可按需选择某一部分进行标示。通过一系列的分析与整理，我们一般可以从中得出两类结果，第一个就是有效碰撞，通过对空洞尺寸的调整，或是对碰撞对象所在位置的偏移来对冲突进行有效修正;另一个则是无效碰撞，具体而言即为构件发生正常的触碰与搭接，无需修正。

4、BIM技术在装配式建筑中的设计运用分析

实现标准化设计，提高效率：

目前为止，国内有很多建筑企业在实施装配式建筑设计的过程中疏于规范，故而无法提高设计效率，也无法确保建筑本身的质量。基于此，将BIM技术手段应用于预制构件的设计阶段，以此有效的达到构件模型信息的整合与共享。较之传统的二维平面设计，BIM技术经过了CAD时代，已经发展为3D信息建模，预制构件的信息化资源库更是以参数化的设计方式建立，相关工作人员可直接在平台上选择构件的材料类型与尺寸大小，同时也可对这些复杂且大量的信息进行有效、快速的整个，建立起各种类预制构件的“族”库。

不同专业的设计人员均可对同类型的“族”进行筛选以及优化，通过集思广益的方式丰富构建资源“族”库。除此之外，不同专业的设计人员可在族库的帮助下完成协同“作战”，各部门之间也可通过同类型的构件信息资源实现有效的沟通与交流，从而减少装配式建筑的设计误差。

结语：

综上所述，BIM技术在装配式结构设计中的应用效果卓越，但是在使用過程中仍然需要设计人员重视两点，分别包括可视化建模以及碰撞检查。可视化建模也是BIM技术最为关键的组成部分，基本上在使用BIM技术设计装配式结构时全部仰仗可视化信息建模系统，而碰撞检查则是装配式建筑后期竣工质量与居住质量的保障，故而设计人员在工作过程中需重视以上两点。

参考文献：

[1]焦庆文，孟鑫桐，佟霄汉，等.BIM技术在天津锦塘苑大型装配式建筑深化设计中的应用[J].建筑技术，2020，51（11）：1289-1293.

[2]卞祝，杨富莲，欧军珺，等.PKPM-BIM软件在装配式混凝土结构设计中的应用——以装配整体式剪力墙结构为例[J].皖西学院学报，2020，36（05）：86-90.

[3]王海宁，张宏，叶红雨，等.基于预制装配率早期定量计算的装配式室内优化设计研究[J].室内设计与装修，2020（10）：14-16.